JPH02296386A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH02296386A JPH02296386A JP11708789A JP11708789A JPH02296386A JP H02296386 A JPH02296386 A JP H02296386A JP 11708789 A JP11708789 A JP 11708789A JP 11708789 A JP11708789 A JP 11708789A JP H02296386 A JPH02296386 A JP H02296386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light
- gain
- single wavelength
- waveguide direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 241000255925 Diptera Species 0.000 description 1
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、単一波長で発振ずろ半導体Ｌ・−ザに関す
るものである。
るものである。
第６図は、例えばＴｅｎｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａＳｅｏ＋１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａ５ｅ
ｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （１９８７）Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ ＤｉｇｅＳｔ ｐｐ、６２−６３に示された＾
／４シ’７ｌ−ＤＦＢ （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆ
ｅｅｄｂａｃｋ） ｌｚ−ザの構造を示す断面図である
。、この図において、１１はｎ型Ｉ ｎ ］？からなる
基板、１２はｎ型ＩｎＧｎＡｓＰからなるガイド層、１
３はＩ ｎ Ｇ ａ Ａ、 ｓ Ｐからなる活性層、１
４はｐ型Ｉ ｎ Ｐからなるクラッド層、１５は前記ｎ
型ＩｎＰからなる基板１１上に形成された回折格子、１
６は前記回折格子１５の位相をπだけずらしたλ／４シ
フト領域である。
ａｔｉｏｎａＳｅｏ＋１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａ５ｅ
ｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （１９８７）Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ ＤｉｇｅＳｔ ｐｐ、６２−６３に示された＾
／４シ’７ｌ−ＤＦＢ （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆ
ｅｅｄｂａｃｋ） ｌｚ−ザの構造を示す断面図である
。、この図において、１１はｎ型Ｉ ｎ ］？からなる
基板、１２はｎ型ＩｎＧｎＡｓＰからなるガイド層、１
３はＩ ｎ Ｇ ａ Ａ、 ｓ Ｐからなる活性層、１
４はｐ型Ｉ ｎ Ｐからなるクラッド層、１５は前記ｎ
型ＩｎＰからなる基板１１上に形成された回折格子、１
６は前記回折格子１５の位相をπだけずらしたλ／４シ
フト領域である。
次に動作について説明する。
素子の上下に電圧をかけ、電子およびホールを活性層１
３に注入すると、活性層１３内で発光再結合を生じ、発
光する。この光は活性層１３下部に設けられた回折格子
１５による等両局折率の周期的変動により帰還がかけら
れ、共振器内を往復しながら増幅をうけ、シ・−ザ発振
に至る。この等両局折率の周期的変動は、特定の波長の
光の帰還量を太き（し、単一の波長で発振させる機能を
持っている。
３に注入すると、活性層１３内で発光再結合を生じ、発
光する。この光は活性層１３下部に設けられた回折格子
１５による等両局折率の周期的変動により帰還がかけら
れ、共振器内を往復しながら増幅をうけ、シ・−ザ発振
に至る。この等両局折率の周期的変動は、特定の波長の
光の帰還量を太き（し、単一の波長で発振させる機能を
持っている。
Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒｓ
（Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｖｏｌ、４３．１９７２
．Ｐ、２３２７）によると、光の結合が屈折率の周期性
に従ってインデックス力・ソプリンゲ（Ｉｎｄｅｘ Ｃ
ｏｕｐｌｉｎｇ）となり、＾／４ンフト領域１６がない
と最低のしきい値利得を与えるモードが２つ存在するた
め、単一波長でレーザ発振しにくい。そのため、単一波
長てＬ・ザ発振させるためには、上記のようにλ／４ン
フト領域１６を有する回折格子１５を形成しなければな
らないが、工程が複雑であるなどの問題点があった。
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒｓ
（Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｖｏｌ、４３．１９７２
．Ｐ、２３２７）によると、光の結合が屈折率の周期性
に従ってインデックス力・ソプリンゲ（Ｉｎｄｅｘ Ｃ
ｏｕｐｌｉｎｇ）となり、＾／４ンフト領域１６がない
と最低のしきい値利得を与えるモードが２つ存在するた
め、単一波長でレーザ発振しにくい。そのため、単一波
長てＬ・ザ発振させるためには、上記のようにλ／４ン
フト領域１６を有する回折格子１５を形成しなければな
らないが、工程が複雑であるなどの問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、工程のＭ維な回折格子を形成することなく
単一波長で安定に発振する半導体レーザを１昇ることを
目的とする。
れたもので、工程のＭ維な回折格子を形成することなく
単一波長で安定に発振する半導体レーザを１昇ることを
目的とする。
この発明に係る半導体レーザば、活性層内に、多重量子
井戸構造からなり、導波方向に対して周期的に分布する
活性領域を備えたものである。
井戸構造からなり、導波方向に対して周期的に分布する
活性領域を備えたものである。
この発明においては、活性層の利得に光の導波方向ニ対
しての周期性を持たせることになり、ゲイツカツブリン
グ（ｇａｉｎ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）状態となり、上記利
得の周期に対応１７た単一波長で発振する。
しての周期性を持たせることになり、ゲイツカツブリン
グ（ｇａｉｎ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）状態となり、上記利
得の周期に対応１７た単一波長で発振する。
第１図はこの発明の半導体】２−ザの一実施例の構造を
示す断面図である。この図において、１はｎ型ＩｎＰか
らなるクラッド層、２はｐ型ＩｎＰからなるクラッド層
、３は活性層で、活性領域としての多重量子井戸構造を
構成するアンドープＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層３ａ
と、周期的に厚さを変化させたアノドープＩｎＰ層３ｂ
とて構成されている。
示す断面図である。この図において、１はｎ型ＩｎＰか
らなるクラッド層、２はｐ型ＩｎＰからなるクラッド層
、３は活性層で、活性領域としての多重量子井戸構造を
構成するアンドープＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層３ａ
と、周期的に厚さを変化させたアノドープＩｎＰ層３ｂ
とて構成されている。
４は半絶縁性ＩｎＰからなる基板である。
前記のＪ１人ｐｐ ｌ 、Ｐｈｙｓ、Ｖｏｌ、 ４３．
１９７２． Ｐ、 ２３２７ ” Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｗ
ａｖｅＴｈｅｏｒｙｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｅｅ
ｄｂａｃｋＬａｓｅｒｓ’″には、第２図に示すような
光の導波方向に沿って、周期的に利得を有する領域が存
在する場合、その周期に対応する波長（ブラッグ波長）
の光が最も強く増幅されることが示されている。第２図
において、５はｎ型半導体、６はｐ型半導体、７は利得
を有する活性領域である。しか１７、第２図に示された
ものは、第３図に示すように利得を有する領域の幅を量
子効果が表されるほど薄くした場合、利得を有する領域
の割合が非常に少なくなり、レーザ発振に至らなくなる
。
１９７２． Ｐ、 ２３２７ ” Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｗ
ａｖｅＴｈｅｏｒｙｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｅｅ
ｄｂａｃｋＬａｓｅｒｓ’″には、第２図に示すような
光の導波方向に沿って、周期的に利得を有する領域が存
在する場合、その周期に対応する波長（ブラッグ波長）
の光が最も強く増幅されることが示されている。第２図
において、５はｎ型半導体、６はｐ型半導体、７は利得
を有する活性領域である。しか１７、第２図に示された
ものは、第３図に示すように利得を有する領域の幅を量
子効果が表されるほど薄くした場合、利得を有する領域
の割合が非常に少なくなり、レーザ発振に至らなくなる
。
乙の発明では、回折格子の機能を損なうことなくレーザ
発振させるため、多重量子井戸構造においてはウェルの
数により利得が異なるということを応用して、第４図に
示すように構成している。
発振させるため、多重量子井戸構造においてはウェルの
数により利得が異なるということを応用して、第４図に
示すように構成している。
すなわち、多重量子井戸領域（よ、１つの利得を有する
領域となるため、光にとっては利得の大きな領域と利得
の小さな領域が周期的に並／１．だ状態となり、第２図
に示したものと等価となり、回折格子が形成されたこと
になる。また、この場合、利得を有する領域の割合が極
端に小さくなっていないため、Ｌ−−ザ発振に至らない
という問題は解消される。
領域となるため、光にとっては利得の大きな領域と利得
の小さな領域が周期的に並／１．だ状態となり、第２図
に示したものと等価となり、回折格子が形成されたこと
になる。また、この場合、利得を有する領域の割合が極
端に小さくなっていないため、Ｌ−−ザ発振に至らない
という問題は解消される。
次に第１図の動作について説明する。
クラッド層１とクラッド層２間に電圧をかけ、電子およ
びポールをアンドーゴＩｎＧａＡ、ｓＰ層３ａに注入す
ると、アノドープＩ ｎ Ｇ ｎ Ａ ｓ Ｐ層りａ内
で発光再結合が生じ、発光し、Ｌ・−ザ発振に至る。こ
のとき光の導波方向に対してアノドブＩ ｎ Ｇ ａ
Ａ、 ｓ Ｐ層３ａの密度を周期的に変化させているた
め、活性層３での利得は光の導波方向と対して周期性を
持ら、ゲイツカ・ンゴリング状態となり、上記利得の周
期に対応した波長で単一波長発振することになる。
びポールをアンドーゴＩｎＧａＡ、ｓＰ層３ａに注入す
ると、アノドープＩ ｎ Ｇ ｎ Ａ ｓ Ｐ層りａ内
で発光再結合が生じ、発光し、Ｌ・−ザ発振に至る。こ
のとき光の導波方向に対してアノドブＩ ｎ Ｇ ａ
Ａ、 ｓ Ｐ層３ａの密度を周期的に変化させているた
め、活性層３での利得は光の導波方向と対して周期性を
持ら、ゲイツカ・ンゴリング状態となり、上記利得の周
期に対応した波長で単一波長発振することになる。
なお、上記実施例では基板４面に対して垂直に光を出す
面発光型し・−ザについて説明したが、第５図に示すよ
うな端面発光型レーザにおいても同様の効果を奏する。
面発光型し・−ザについて説明したが、第５図に示すよ
うな端面発光型レーザにおいても同様の効果を奏する。
この発明は以上説明したとおり、活性層内に、多重量子
井戸構造からなり、導波方向に対して周期的に分布する
活性領域を備えたので、活性層の利得に光の導波方向に
対しての周期性を持たせることになり、ゲイツカツブリ
ング状態となり、上記利得の周期に対応した単一波長で
発振させることができ、安定に単一波長で発振する半導
体レザを少ない工程数で形成でき、装置を安価にできろ
という効果がある。
井戸構造からなり、導波方向に対して周期的に分布する
活性領域を備えたので、活性層の利得に光の導波方向に
対しての周期性を持たせることになり、ゲイツカツブリ
ング状態となり、上記利得の周期に対応した単一波長で
発振させることができ、安定に単一波長で発振する半導
体レザを少ない工程数で形成でき、装置を安価にできろ
という効果がある。
第１図は乙の発明の半導体し・−ザの一実施例を示す断
面図、第２図〜第４図はこの発明の動作原理を説明する
ための図、第５図はこの発明の他の実施例を示す断面図
、第６図は従来の単一波長半導体レーザを示す断面図で
ある。。 図において、１はｎ型ＩｎＰからなるクラ・ソド層、２
はｐ型ＩｎＰからなるクラッド層、３ば活性層、３ａば
アンドープＩ ｎ Ｇ ｎ Ａ ｓ Ｐ層、３ｂはアノ
ドープＩｎＰ層、４ば半絶縁性Ｉｎ、Ｐからなる基板、
５はｎ型半導体、６はｐ型半導体、７は活性領域である
。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第 図 ／・眉社１１蚊 第 図 第 図 第 図 第 図
面図、第２図〜第４図はこの発明の動作原理を説明する
ための図、第５図はこの発明の他の実施例を示す断面図
、第６図は従来の単一波長半導体レーザを示す断面図で
ある。。 図において、１はｎ型ＩｎＰからなるクラ・ソド層、２
はｐ型ＩｎＰからなるクラッド層、３ば活性層、３ａば
アンドープＩ ｎ Ｇ ｎ Ａ ｓ Ｐ層、３ｂはアノ
ドープＩｎＰ層、４ば半絶縁性Ｉｎ、Ｐからなる基板、
５はｎ型半導体、６はｐ型半導体、７は活性領域である
。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第 図 ／・眉社１１蚊 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 活性層内に、多重量子井戸構造からなり、導波方向に対
して周期的に分布する活性領域を備えたことを特徴とす
る半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11708789A JPH02296386A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11708789A JPH02296386A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02296386A true JPH02296386A (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=14703071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11708789A Pending JPH02296386A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02296386A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363399A (en) * | 1991-11-21 | 1994-11-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor distributed-feedback laser device |
-
1989
- 1989-05-10 JP JP11708789A patent/JPH02296386A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363399A (en) * | 1991-11-21 | 1994-11-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor distributed-feedback laser device |
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